Processo e apparecchiature per semiconduttori: processo e apparecchiature per deposizione di film sottili
La deposizione di film sottili (THP) consiste nel depositare uno strato di film nanometrico sul substrato, seguito da processi ripetuti come l'incisione e la lucidatura, per creare numerosi strati conduttivi o isolanti sovrapposti, ognuno dei quali presenta un pattern lineare progettato. In questo modo, i componenti e i circuiti semiconduttori vengono integrati in un chip dalla struttura complessa.
La deposizione di film sottili si divide in tre categorie principali:
◈ Deposizione chimica da vapore (CVD) ◈ Deposizione chimica da vapore (CVD)
◈ Deposizione fisica da vapore (PVD) ◈ Deposizione fisica da vapore
◈ ALD (Deposizione di strati atomici) ALD (Deposizione di strati atomici)
Di seguito esploriamo in profondità la tecnologia di deposizione di film sottili da queste tre categorie
Processo di deposizione chimica da vapore (CVD)
La deposizione chimica da fase vapore (CVD) forma un film sottile sulla superficie del substrato mediante decomposizione termica e/o reazione di composti gassosi. I materiali dello strato filmico che possono essere prodotti con il metodo CVD includono carburi, nitruri, boruri, ossidi, solfuri, seleniuri, tellururi e alcuni composti metallici, leghe, ecc.
Processo di deposizione fisica da vapore (PVD)
In condizioni di vuoto, utilizzando metodi fisici, il materiale superficiale della sorgente (solido o liquido) viene vaporizzato in atomi gassosi, molecole o parzialmente ionizzato in ioni e, attraverso il processo a gas a bassa pressione (o plasma), il film con una funzione specifica viene depositato sulla superficie del substrato. La deposizione fisica da vapore può depositare non solo film metallici o di lega, ma anche composti, ceramiche, semiconduttori, film polimerici e così via.
Esistono anche vari processi per la deposizione fisica da vapore:
◈Rivestimento sotto vuoto a film sottile
◈PVD-Sputtering
◈ Rivestimento ionico
Processo di deposizione a strati atomici (ALD)
La deposizione a strati atomici (ALD) è una tecnologia di deposizione di film sottili ad alta precisione basata sulla deposizione chimica da vapore (CVD), che deposita il materiale strato per strato sulla superficie del substrato sotto forma di un singolo film atomico basato sulla fase di vapore chimico.
A differenza della CVD tradizionale, nel processo di deposizione dell'ALD il precursore della reazione viene depositato alternativamente e la reazione chimica del nuovo film atomico è direttamente correlata allo strato precedente, in modo che in ogni reazione venga depositato solo uno strato di atomi.
In ogni reazione viene depositato un solo strato di atomi, che presenta le caratteristiche di crescita autolimitata, in modo che il film possa essere conforme e depositarsi sul substrato senza fori. Pertanto, lo spessore del film può essere controllato con precisione controllando il numero di cicli di deposizione.
Con l'ALD è possibile depositare materiali tra cui metalli, ossidi, composti di carbonio (azoto, zolfo, silicio), vari materiali semiconduttori e materiali superconduttori. Con l'integrazione di Circuito integratosta diventando sempre più alto, le dimensioni stanno diventando sempre più piccole, il mezzo di gate ad alta costante dielettrica (k elevato) sta gradualmente sostituendo il tradizionale gate in ossido di silicio e il rapporto di aspetto sta diventando sempre più grande, il che impone requisiti più elevati sulla capacità di copertura dei passaggi della tecnologia di deposizione, quindi l'ALD è stato utilizzato sempre di più come un nuovo processo di deposizione in grado di soddisfare i requisiti di cui sopra.
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